Ключови изводи
- Изследователите откриха начин да разширят способността на ДНК да съхранява информация.
- Това е част от усилията да се използва ДНК за съхранение на компютърни данни.
-
Данните, съхранявани в хранилището на ДНК, потенциално могат да бъдат възстановени след хиляди години.
Може един ден да успеете да замените твърдия си диск с устройство за съхранение, направено от ДНК, и това може да бъде дълготраен начин за съхраняване на информация.
Изследователите наскоро разработиха метод за разширяване на съхранението на данни в ДНК чрез изкуствено разширяване на азбуката на ДНК. Това е част от широки усилия за използване на ДНК за съхранение на компютърна информация.
"ДНК е 1 милион пъти по-плътна от най-плътното масово цифрово устройство за съхранение", каза Луис Сезе, професор по компютърни науки и инженерство, който изучава съхранението на ДНК във Вашингтонския университет, в интервю за Lifewire по имейл.йени
Дълготрайно съхранение
ДНК съдържа четири химикала – аденин, гуанин, цитозин и тимин – често наричани с инициалите A, G, C и T. Те образуват известната двойна спирала в комбинации, които учените могат да декодират или секвенират. Изследователите разшириха и без това широкия капацитет на ДНК за съхранение на информация, като добавиха седем синтетични нуклеобази към съществуващата гама от четири букви.
„Представете си английската азбука“, каза Касра Табатабаей, изследовател в Института за напреднали науки и технологии Бекман и съавтор на това проучване, в съобщение за новини. „Ако имахте само четири букви, които да използвате, бихте могли да създадете само толкова много думи. Ако разполагахте с пълната азбука, бихте могли да създавате неограничени комбинации от думи. Същото е и с ДНК. Вместо да конвертираме нули и единици в A, G, C и T, можем да конвертираме нули и единици в A, G, C, T и седемте нови букви в азбуката за съхранение."
Изследователският екип беше първият, който използва химически модифицирани нуклеотиди за съхранение на информация в ДНК, но те трябваше да намерят нов начин за тълкуването ѝ. Те комбинираха машинно обучение и изкуствен интелект (AI), за да разработят метод за обработка на разчитане на ДНК последователност за откриване на модифицирани химикали от естествени.
"Опитахме 77 различни комбинации от 11-те нуклеотида и нашият метод успя да диференцира перфектно всеки от тях", Чао Пан, аспирант в Университета на Илинойс Урбана-Шампейн и съавтор на това проучване, се казва в прессъобщението. „Рамката за дълбоко обучение като част от нашия метод за идентифициране на различни нуклеотиди е универсална, което позволява обобщаването на нашия подход към много други приложения.“
Една точка в полза на ДНК като носител за съхранение е нейната издръжливост. „Помислете за 1000 години – помнете древната ДНК, която е намерена“, каза Сезе.
ДНК никога няма да остарее.
Учените могат да секвенират фосилизирани нишки, за да разкрият генетични истории и да вдъхнат живот на отдавна изгубени пейзажи.
„Във време, когато сме изправени пред безпрецедентни климатични предизвикателства, значението на технологиите за устойчиво съхранение не може да бъде надценено“, каза Олгица Миленкович, професор по електротехника и компютърно инженерство и съавтор на изследването в съобщение за новини. „Появяват се нови, зелени технологии за ДНК запис, които ще направят молекулярното съхранение още по-важно в бъдеще.“
Съхраняване на всички наши неща
ДНК може да бъде идеалното място за съхраняване на нарастващите данни на човечеството. Скорошен доклад изчислява, че през 2020 г. хората са генерирали данни, еквивалентни на 400 милиарда терабайта или 40 „кутии за обувки“съхранение на ДНК данни.
Практиката да съхранявате вашата информация в ДНК става все по-близо до реалността. „За съхранение на малки ценни данни ДНК е жизнеспособна днес – помислете за 100 MBs“, каза Чезе.
Петнадесет технологични компании и институции миналата година сформираха съюз за напредък в съхранението на ДНК данни. Microsoft каза, че е демонстрирала напълно автоматизирана система, способна да съхранява и извлича данни от ДНК; компанията също е съхранила 1GB данни в ДНК и ги е възстановила.
Но Ceze прогнозира, че ще минат пет до 10 години, преди DNA да може да се конкурира с основните решения за архивиране като оптични твърди дискове. През последните три години се наблюдава експлозия на интерес към технологията, "ДНК никога няма да остарее", каза Сезе. „Има естествена „въздушна междина“, която е желателна за сигурност. [Но] това са много желани свойства за дългосрочно съхранение.“
